用VHDL语句设计一个计时器,具体功能为: 1. 计时精度为1s,最多能计时15s 2. 带有暂停/继续计时和复位的功能 3. 利用数码LED显示计时结果。
时间: 2024-09-26 21:18:59 浏览: 36
在VHDL语言中设计一个15秒计时器,并结合暂停、继续和复位功能以及数码LED显示,你可以按照以下步骤构建:
首先,定义一个名为`Timer`的行为级模块,包含三个主要状态机状态:`RUNNING`, `PAUSED`, 和 `IDLE` (复位)。
```vhdl
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
entity Timer is
Port (
clk : in STD_LOGIC; -- 主时钟输入
reset : in STD_LOGIC; -- 复位信号
start : in STD_LOGIC; -- 开始计时信号
stop : in STD_LOGIC; -- 暂停/继续信号
count_out : out std_logic_vector(3 downto 0); -- LED数码显示输出
timer_en : out std_logic -- 计时器启用信号
);
end Timer;
```
接下来,在架构体里设计状态机和计数逻辑:
```vhdl
architecture Behavioral of Timer is
type State_Type is (IDLE, STARTED, PAUSED);
signal state : State_Type := IDLE;
signal countdown : integer range 0 to 15 := 15;
begin
process (clk, reset, start, stop)
variable elapsed_time : time := 0 ns;
begin
if reset = '1' then
state <= IDLE;
countdown <= 15;
timer_en <= '0';
elsif rising_edge(clk) then
case state is
when IDLE =>
if start = '1' and countdown > 0 then
state <= STARTED;
timer_en <= '1';
elapsed_time <= 0 ns;
else
state <= IDLE;
timer_en <= '0';
end if;
when STARTED =>
if countdown > 0 then
countdown <= countdown - 1;
elapsed_time <= elapsed_time + 1000 ns; -- 每秒递增1000ns (假设LED显示一次更新需要1ms)
else
if stop = '1' then
state <= PAUSED;
else
state <= IDLE;
end if;
end if;
when PAUSED =>
if stop = '0' then
state <= STARTED;
end if;
end case;
count_out <= std_logic_vector(to_unsigned(elapsed_time / 1000, 4)); -- LED显示1s时间单位,取整数值
end if;
end process;
end Behavioral;
```
这个VHDL设计实现了15秒计时器,当`start`信号激活时开始计时,`stop`信号用于暂停/继续计时,`reset`信号用于复位计时器。LED显示通过`count_out`端口更新,显示的是计时的整数秒数。
阅读全文